赤潮灾害的防控综述

罗 文

(海南省海洋监测预报中心，海南 海口 570206)

赤潮灾害是在海洋中因为一种或者多种类型的海洋浮游生物尤其浮游类植物，在特殊的生存环境条件下出现爆炸性增长或者大规模聚集，从而产生的一种可以导致水体局部发生色变的生态异常现象，现阶段已经成为全球海洋范围内的一类重大生物灾害。所以设置有效的赤潮灾害策略，已经成为限制沿海省市地区发展的瓶颈问题。科学合理的灾害防范策略应当构建在准确的信息情报基础上的，准确有效的赤潮灾害监测预报可以为养殖户、渔民与海洋管理部门提供高效、可行的灾害预警信息，很好地限制赤潮现象的出现，在很大程度有利于降低公共财产的经济损失程度［1］。

1、赤潮灾害监测预报方法

1.1 赤潮生物监测预报法

目前，海洋的赤潮危害越来越严重，在有关的海洋赤潮调查研究中发现，海水中的甲藻不正常繁衍生长导致了越来越严重的海洋赤潮危害。特别的还受到一些膝沟藻类，鳍藻类等等海洋植物的影响，最近几年南海海域中的赤潮灾害出现频率越来越高，这对当地的海洋生物产生了很大的危害，而且严重的影响了海洋经济的发展。甲藻主要生存在海水的表层，甲藻的泛滥也是南海海域赤潮出现频率高的主要原因。还有就是球形棕囊藻，这种藻类繁衍速度非常快，这也是引起赤潮的主要原因之一［2］。因此，对那些有害植物的管理是防治赤潮的重要途径。

1.2 海水温度监测预报法

我们都知道温度是植物生长的重要因素，海藻在海水中的生长和海水的温度有直接的关系。有些学者的研究就表明海水的底层和表面温度的差异，会直接的影响赤潮生物的生长，因为海洋底层和上层的温差直接影响海水的活动，在这种情况下海水的局部就会造成富营养化，在这种条件下很容易导致赤潮藻类的大量繁殖。植物学家邹景忠在研究中就发现那些海洋夜光藻类自身的种群数量和生存的海洋区域温度有直接关系。周成旭［3］在进一步对海洋浮游生物的研究中发现，海洋夜光藻类生物的最佳繁衍温度是18°C，这个温度界限是赤潮产生的最佳温度，低于或者高于这个温度界限，都能够有效的抑制海洋藻类的泛滥。所以，通过对海水温度的检测，就能够有效的预警赤潮，但是完全依据这方面做评判还是不够的，还应该同时结合与之有关的其他方面参数，比如海水中叶绿素a的浓度。

1.3 叶绿素a浓度监测预报法

能够引发赤潮的浮游生物的体内都有叶绿素a等等一些色素，每当赤潮爆发的时候，海洋藻类的大量繁殖都会导致海洋局部的叶绿素a的含量提高，因此，我们可以检测海水中叶绿素a的浓度，来判断海洋中的浮游生物的生长态势，植物学家邹景忠在研究中就发现海洋中引发赤潮的叶绿素a的浓度临界值为l到10mg/m3。矫晓阳［4］自己的研究中就采用了以叶绿素a的浓度为参考标准的赤潮预报，具体的推断标准就是当叶绿素a的浓度在2.7～4.7mg/m3的这一天为开始，如果在接下来的两天里，海洋中的叶绿素a浓度还在一直增加，那么就可以判定在将来的1至3天里会发生赤潮，如果海洋中的叶绿素a的含量低于lmg/m3，就可以判断近几天都不会发生严重的赤潮。

1.4 溶解氧监测预报法

赤潮生物白天进行光合作用，产生大量氧，夜间停止光合作用，因呼吸作用吸收溶解氧，因此海水中溶解氧明显升高或昼夜有明显的变化，可用溶解氧作为赤潮预报的化学参量。溶解氧昼夜变化差值大于或等于5mg/dm3，赤潮可能会发生［5］。

1.5 透明度监测预报法

还有一种运用广泛的赤潮预测方法就是海水的透明度观察和检测。这种方法比较方便和直观，被很多的海洋研究专家采用。这种方法的原理很简单，就是在海洋发生赤潮前，海洋的海藻类生物会成繁衍增长状态，会在一定的程度上汇集在一块，这样也就造成了海水的透明度下降，海水一定程度上出现浑浊现象。所以，可以根据这一原理客观的观察分析，来判断预警赤潮的发生。随着科学技术的进步和研究设备的发展，逐渐的有了一套科学的海水透明度参考标准，比对一定的透明度，就能够判断海水中的浮游生物的数量标准。在一些有关的研究中就发现，当浮游植物的数量在106－107/m3的时候，海水的透明度大于一米;在浮游植物的数量在108－109/m3，海水的透明度小于1.5米;海水的透明度在一米以下的时候，这时浮游生物的数量就达到了百分之十到百分之十三之间［6］。根据以上的数据，我们可以把海水透明度为1.6米时的情况，列为海水的赤潮预警。在很多的情况下这种方法也有一定的局限性，海洋海水的透明度受到很多外在因素的影响，所以这种方法也有一定的局限性。

1.6 营养盐类和PH值监测预报法

海水中的营养物质是海洋浮游生物的生存基础，同样的这方面的检测也是预警赤潮发生的主要途径。有关海洋营养物质的成分有很多，就比如，一些无机磷和含氮元素的无机盐类。这种营养物质的循环和变化直接的对海洋藻类产生影响。曹婧［7］等的研究中发现，海水中的有关盐类物质和海水的平均PH值达到一定的标准的时候就会引发赤潮。正常海水的pH值一般在7～8之间，但在赤潮爆发伊始，水中增多的游离氧和溶解氧与氢离子结合成水分子，碳酸氢根作为碳源和其他营养盐一起被藻类生物所消耗，成为快速繁殖藻类的含碳化合物极其他化合物，水中的酸度就会下降，致使pH值上升［8］。

1.7 水文气象因子监测预报法

张俊峰等［9］通过对南海区近10年的赤潮发生个例进行统计分析，统计其生成前期的大气环流形势和水文气象要素，分析出赤潮生成前期的环流模式和筛选出诱发赤潮爆发的重要因子，以此来预报赤潮。

1.8 模型法

构建数学模型的分析方法是现代海洋赤潮监测常用方法。这种方法就是通过数学的方法，把同赤潮有关的因素都融入到数学模型中，根据相关参数的变化计算出赤潮发成的判断系数。在这个过程中使用的模型主要有:统计学方面的模型，海洋动力学模型，海洋海藻类生物生长模型。统计学方面的模型包含了，单因素和多因素的统计模型，统计的内容有海洋的营养指数，Justic指数等等［10］。不过，这些模型都是假设的线性关系，很多时候对赤潮的发生有一定偏差，所以这种模型尚处于理论研究阶段，在现实中运用很少。海洋的动力学模型，就是把赤潮的发生当做是一个动力过程，这种模型也有一定的局限性，他只存在于理想的环境下，在现实中有很多的干扰因素，因此这种方法很难被用到现实检测赤潮中。还有就是海洋藻类生物生长模型，这种模型主要研究海洋中营养物质对海洋藻类的生长影响。目前这种方法运用的比较广泛，在短期的的预测中能够发挥很好的作用。

1.9 卫星遥感技术预报法

随着科技的进步，人们对遥感技术的掌握越来越好对遥感技术的运用范围越来越广泛，其中一方面就运用到了海洋赤潮的监测方面。遥感技术能够大范围的监测海洋水体的一些变化。这种技术的主要原理就是根据卫星上的色谱传感器对海洋大范围的水体进行监测。目前，用于赤潮遥感监测的传感器为数众多，但常见的、具有代表性的传感器主要有海岸带水色扫描仪 (CoastalZoneColorScanner，CZCS)、甚高分辨率辐射计(AdvancedVeryHighResolutionRadiometer，AVHRR)、海视宽视场传感器 (Sea－vie－wingWideFied－of－ViewSensor，Sea－WiFS)等［11］。关于赤潮监测遥感技术方面，很多的数据运算都是通过海水的自身光谱特性建立的，有关的运算已经在HY－1，AVHRK等等卫星中使用。比如，Craig等人使用高分辨率光谱对Tempa海湾开展了海洋浮游藻类的监测工作;海洋科学家毛显谋等人对东海的海域的海洋情况进行了监测，提出了自己的多波段差值比值的研究模型;国内海洋研究工作人员丘仲锋等人根据海洋海水的光谱特点，研发了一种有效的确定赤潮分布的MODIS遥感方法，这种技术能够很好的确定赤潮将要发生的海域等等。我国的卫星遥感技术应用比较晚，但是发展到今天预测海洋赤潮的准确率超过了百分之五十七，我国的遥感卫星技术逐渐的向更广阔的领域发展。

2、赤潮灾害防范策略

由于海洋的浮游生物的种类繁多，海藻的种类更是数不清，产生赤潮的原因也有根本的不同，另外受到海洋洋流和海洋气候的影响，还有人为的影响，对于赤潮的治理方面人力还是有一定的局限性，目前对于赤潮的危害，人们往往是预防为主，防治结合，使用监测预警的技术减少赤潮带来的经济损失。

2.1 物理方法

常见的物理治理方法是最简单最直接的治理方法，人们往往采用隔离法，局域增氧法，网箱过滤法，竹筏沉降法等等［10］。隔离的方法就是，针对赤潮出现的区域使用必要的措施对区域进行隔离控制赤潮藻类的蔓延;局域增氧的方法就是，对水产鱼虾的养殖区进行独立供氧，通过这种直接的方法解决水下缺氧的问题;相对来说物理方法是一种环保的方法，对海水的二次危害不大，不过这种治理方法花费时间多，投入成本较高，而且这种方法不能从根本上解决问题，只能是暂时的缓解赤潮的危害。

2.2 化学方法

化学防治方法，是一种有效的防治方法，通过对水体释放化学物质，最终实现控制赤潮生物泛滥繁衍，化学方法包含了不同性质的防治方法，比如:直接的摧毁法，化学沉淀法，矿物凝聚法等等［10］。直接摧毁的方法就是，通过特殊的化学物质破坏赤潮生物的自身结构，进而杀死赤潮生物。化学沉淀法就是利用有关的沉淀化学反应，使海水中的营养元素沉淀。矿物凝聚法就是利用有关矿物质和赤潮生物的反应，使之在海水中形成絮状物，最后在对絮状物过滤处理，最终实现防治的目的。

2.3 生物方法

在生物学的角度讲，生物防治方法是一种快速有效的防治赤潮危害的方法。这种防治方法的原理就是:使用生物技术提取天然的病毒或者基因，通过病毒感染或者基因干扰的方法杀死或者抑制赤潮生物泛滥繁殖。

在日本，就有生物学家在研究中发现，微绿球藻能产生Aponins这种物质，它能溶解产生赤潮的生物［12］。种植这种海藻能够大大减少赤潮生物的数量，有效的防治赤潮的发生，现在人们对龙须菜［13］和坛紫菜的研究越来越深入，实践证明这两种植物能够有效的降低海水的富营养程度。目前，人们对藻类生物和对应的毒性机理研究逐渐的成熟，这方面的技术包含了:海藻生物酶活性抑制技术，海藻病毒感染技术，这些技术还在不断的发展和完善。

2.4 应急管理方法

通常情况下，基于赤潮出现的原因比较复杂，人们还不能从根本上治理和防治赤潮的危害。在这样的现实情况下，我们只有提高有关赤潮危害的应急管理方法，才能最大程度减轻赤潮的危害。赤潮的管理涉及很多部门，这需要各个部门之间的密切合作，全体的社会成员共同的努力才能有效的防范赤潮的危害。要在社会中树立防灾意识，对引起赤潮的生产企业要建立对应的法律制度，拟定出应对局部海域出现赤潮的应急措施，对赤潮的预警系统进行完善。

3、结论

综上所述，目前赤潮的减灾方法主要就是预防。但是，现在的赤潮预警技术还有一些不足，对于预警的准确性还不能完全把握。所以，针对赤潮产生的灾害，我们应该加强应急管理措施的制定，以系统全面的科学观点基于应急管理各个环节重新设置应急主体的角色及分工，构建科学合理的应急管理制度，逐渐的完善赤潮预警系统，提高赤潮预警技术，综合各方面的力量来把赤潮的危害降到最低。完善传统模式的职能型应急管理方案，建立以应急管理流程为基础的应急制度体系，对解决职能部门之间的一些问题有着重大的实际意义。

［1］赵冬至.中国典型海域赤潮灾害发生规律 ［M］.北京:海洋出版社，2010.

［2］古中博，潘克厚，林洪.赤潮治理的技术、经济生态效益评价及分析研究 ［J］.中国渔业经济，2010，28(1):91－98.

［3］周成旭，汪飞雄，严小军.温度盐度和光照条件对赤潮异湾藻细胞稳定性的影响 ［J］.海洋环境科学，2008，27(1):17－24.

［4］矫晓阳.叶绿素a预报原理探索 ［J］.海洋预报，2004，21(2):56－63.

［5］王正方，张庆，吕海燕，等.长江口溶解氧赤潮预报简易模式 ［J］.海洋学报，2000，22(4):125－129.

［6］曹婧，张传松，王江涛.2006年春季东海近海海域赤潮高发区溶解态营养盐的时空分布［J］.海洋环境学，2009，28(6):643－647.

［7］矫晓阳.透明度作为赤潮预警监测参数的初步研究［J］.海洋环境学，2001，20(1):27－31.

［8］叶丽娜.赤潮监测预警体系的建设 ［J］.厦门科技，2007(3):44－46.

［9］张俊峰，俞建良，庞海龙，等.利用水文气象因子的变化趋势预测南海区赤潮的发生 ［J］.海洋预报，2006，23(1):9－19.

［10］汪艳涛，高强，姜少慧.赤潮灾害监测预报与减灾对策研究进展 ［J］.中国渔业经济，2013，31(4):161－167.

［11］马金峰，詹海刚，陈楚群，等.赤潮卫星遥感监测与应用研究进展 ［J］.遥感技术与应用，2008，23(5):604－610.

［12］杨宇峰，费修绠.大型海藻对富营养化海水养殖区生物修复的研究与展望［J］.青岛海洋大学学报，自然科学版.2003，33(1):53－57.

［13］唐坤贤，游秀萍，林亚森，等.龙须菜对富营养化海水的生物修复 ［J］.生态学报，2005，25(11):3044－3051.